【正文】 ，由電阻 R 與發(fā)光二極管 LED 串聯(lián)后直接接到電源 Vcc 上。只要保證 LED 處于正偏置，發(fā)光 二極管與電阻的位置可以互換。 LED 恒流驅(qū)動是指用晶體管的恒流輸出特性驅(qū)動 LED，這種驅(qū)動相對與直流驅(qū)動來說可以使 LED 器件的發(fā)光強度保持接近。 RV c cLE DLE D 直流驅(qū)動圖 2 2電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 8 V c cL E DRB J TV c cL E DB J T基極電流控制驅(qū)動基極電壓控制驅(qū)動圖 2 3 L E D 恒 流 驅(qū) 動 利用人眼的視覺惰性，采用向 LED 器件重復(fù)通斷供電的方法使之電亮，這就是通常所說的脈沖驅(qū)動方式。掃描動的主要目的是節(jié)約驅(qū)動器，簡化電路；占空比控制的目的是調(diào)節(jié)器件的發(fā)光 強度，多用于圖象顯示中的灰度級控制。 脈沖源RL E DL E D 的脈沖驅(qū)動圖 2 4 掃描驅(qū)動通過數(shù)字邏輯電路，使若干 LED 器件輪流導(dǎo)通，用以節(jié)省控制驅(qū)動電路。電路如圖 25 所示。 這與 掃 描 驅(qū)動 方 式 的目 的 是 減少 驅(qū) 動 電路 有關(guān)。 組合驅(qū)動 是將上 面講述 的各種 驅(qū)動方 式組合一 起使用 ，在實際應(yīng)用的往往使用組合驅(qū)動來實現(xiàn)器件的驅(qū)動。 LED 模塊是將發(fā)光管按行列布置的，驅(qū)動時也按行列驅(qū)動，在掃描驅(qū)動方式下可以按行掃描按列控制，也可以按列掃描 按行控制。 如圖 26 所示為一個 8 行 8 列結(jié)構(gòu)的 LED 顯示模塊，當采用行電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 10 掃描列控制的驅(qū)動方式時，從行 18 輪流將高電位接通各行線，使連接到各該行的全部 LED 器件接通正電源，但具體哪一個 LED 點亮，還要看它的負電源是否接通，這就是列控制的任務(wù)了。這樣行線上發(fā)光管一行一行的輪流導(dǎo)通，列線上進行通斷控制，就實現(xiàn)了行掃描列控制的驅(qū)動方式。 123456781 2 3 4 5 6 7 8圖 2 6 行 列 掃 描 控 制 原 理 LED 點陣顯示屏的特點 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及 制造工藝的進步， LED 顯示屏也在不斷的進步和完善。當前的 LED 顯示系統(tǒng)主要有以下特點 : 第二章 LED點陣顯示屏的原理及特點 11 電路設(shè)計按功能分成不同的模塊，每個模塊之間只需要極少的聯(lián)系，極大的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。 顯示部分的掃描采用掃描控制技術(shù)，顯示部分被分成不同的單元，獨立進行掃描。 采用高性能 LED 晶片構(gòu)成的顯示 屏具有高亮度、色彩鮮艷、視角大，壽命長 (不少于 50,000 小時 )，穩(wěn)定性高，響應(yīng)速度快等特點。 總之， LED 顯示技術(shù)作為一種電子信息顯示技術(shù)，它是建立在光學(xué)、化學(xué)、電子學(xué)、機械學(xué)、聲學(xué)等科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上的具有某種程度綜合性的技術(shù)。 LED 點陣顯示屏使用的注意事項 1．要安全使用 LED 點陣模塊 為了 LED點陣模塊在使用過程中不致?lián)p壞，應(yīng)該注意以下事項： 首先，運用過程中期間的各種參數(shù)都不得超過其最大允許值。 其次， LED 器件的耗散功率有限，且隨環(huán)境溫度的上升而下降。在焊接時時間不宜過場，一般不要超過 35秒。 最 后， LED 器件除電壓型器件外，其他器件在電壓源驅(qū)動時，都需要串入限流電阻。應(yīng)注意以下各點： 首先 ， 正確選擇 LED 模塊的發(fā)光強度。人眼對發(fā)光體的感知，是把該發(fā)光體放在周圍環(huán)境下，精心對比而產(chǎn)生的結(jié)果。因此在 LED 模塊發(fā)光強度的選擇與調(diào)節(jié)方面，應(yīng)該仔細考慮環(huán)境光的影響。 其次，在 LED 顯示屏的安裝方面需要注意的問題，主要有屏體大小與觀察距離的關(guān)系和安裝傾角等。屏體安裝時，應(yīng)注意模塊發(fā)光的指向性，當屏體安裝高度 很高時，應(yīng)該是屏體保持一定的傾角 ，以便使發(fā)光的主要防線指向最佳觀察位置。戶外顯示屏為避免陽光照射造成反 差 降低的后果，可以考慮加裝整體的或分散到每個光源的遮光板或遮光罩。 硬件整體組成及工作原理 本產(chǎn)品采用以 AT89C51 單片機為核心芯片的電路來實現(xiàn)，主要由 AT89C51芯片、時鐘電路、復(fù)位電路、列掃描驅(qū)動電路 74HCl54（ 實際制作中考慮成本問題改為兩個 74HC138 聯(lián)合 ） 、 16 32LED 點陣 5部分組成，如圖 3 32 所示。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，工業(yè)標準的 MCS 一 5l 指令集和輸出管腳相兼容。他是一種高效微控制器，為很多嵌人式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。時鐘電路由AT89C5l 的 18， 19 腳的時鐘端 (XTAI l 及 XTAL2)以及 12 MHz 晶振 X、電容 CC3組成，采用片內(nèi)振蕩方式。 LED 點陣顯示屏采用 16 32 共 512 個象素的點陣，可通過萬用表檢測發(fā)光二極管的方法測試判斷出該點陣的引腳分布。但 是若將 LED點陣的行列端口全部直接接入89C5 1 單片機，則需要使用 32條 I／ 0口，這樣會造成 I／ 0口資源的耗盡，系統(tǒng)也再無擴充的余地。 LED 點陣顯示系統(tǒng)的功能及工作過程 LED 點陣顯示系統(tǒng)主要用在公共場所顯示文字信息。本系統(tǒng)還具有脫機顯示方式。這樣的功能對于用顯示屏顯示簡短明確的信息來說，比如顯示車站、機場的車次、航班信息，或者商廈的歡迎詞，或?qū)懽洲k公樓的簡短通知等等，不適為最方便、最有效和最經(jīng)濟的一種方式。主控部分的通信接口接收到信號后，將其存儲在緩沖區(qū)內(nèi)。副 CPU 則從顯示緩沖區(qū)取出顯示數(shù)據(jù)發(fā)送給顯示單元。副 CPU 分別定時從雙端口存儲器和溫度控制器中讀出時間值、溫 度值，經(jīng) 查詢字 庫后轉(zhuǎn) 換成顯 示數(shù)據(jù) 送到顯示 單元。 電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 16 控制單元 設(shè)計 AT89C51 內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能 AT89C51 實物圖如下： 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 17 圖 34 AT89C51 實物圖 AT89C51 單片機 采用 40Pin 封裝的雙列直接 DIP 結(jié)構(gòu) ， 它是ATMEL公司 AT89C系列中性價比很高的一種 CMOS8位單片機 ,它的指令集和引腳結(jié)構(gòu)與 INTEL 公司生產(chǎn)的 MCS51 系列單片機高度兼容 ,提 供 以 下 功 能 :4K 字 節(jié) 閃 速 可 編 程 可 擦 除 只 讀 存 儲 器（ FLASHEEPROM） ,128 字節(jié) RAM,15 根可編程 I/O 引線 ,2 個 16 位定時器 /計數(shù)器 ,1個 5 向量中斷結(jié)構(gòu) ,1個全雙工串行口 ,1個精密模擬比 較器 ,兩級程序加密 ,直接 LED驅(qū)動 ,掉電保護工作方式 ,以及片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。 電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 18 Pin20：接地腳。 Pin19: 時鐘 XTAL1 腳，片內(nèi)振蕩電路的輸入端。 Pin39Pin32： 輸入輸出腳。 Pin10Pin17： 輸入輸出腳。 Pin30： ALE/ PROG 當訪問外部程序器時， ALE(地址鎖存 )的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。如果單片機是 EPROM，在編程其間， PROG 將用于輸入編程脈沖。 Pin31： EA/Vpp程序存儲器的內(nèi)外部選通線， 8051 和 8751 單片機，內(nèi)置有 4kB 的程序存儲器，當 EA 為高電平并且程序地址小于 4kB時，讀取內(nèi)部程序存儲器指令數(shù)據(jù)，而超過 4kB 地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。 行驅(qū)動電路及 74LS138 譯碼器 74LS138 譯碼器引腳圖及功能表如下： 圖 36 74LS138 譯碼器引腳圖及功能表 從上圖可看出 74LS138 是 38 譯碼器，它具有三個使能端，三個數(shù)據(jù)輸入端，只電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 20 有當使能端 S1 為高電平，而 S2 與 S3 之和為低電平時，才能正常工作。 16個 9012pnp 三極管作為連接四六譯碼器的十六個輸出端，作為開關(guān)使用，驅(qū)動 LED 的行線。它具有一個 8位串入并出的移位寄存器和一個 8 位輸出鎖存器的結(jié)構(gòu)，而且移位寄存器和輸出鎖存器的控制是各自獨立的，可以實現(xiàn)在顯示本行列數(shù)據(jù)的同時，傳送下一行的列數(shù)據(jù)，既達到重疊處理的目的。它的輸入側(cè)有 8個串行移位寄存器，每個移位寄存器的輸出都連接一個輸出鎖存器。引腳 SCK 是移位寄存器的移位時鐘脈沖，在其上升沿發(fā)生移位，并將 SI 的下一個數(shù)據(jù)打入最低位。 RCK 是輸出鎖存器的打入信號，其上升沿將移位寄存器的輸出打入輸出鎖存器。 SCLR 信號是移位寄存器清零輸入端，當其為低時移位寄存器的輸出全部為零。芯片的輸出端為 QA～ QH，最高位 QH 可作為多片 74HC595級聯(lián)應(yīng)用時，向上一級的級聯(lián)輸出。 QB 1 16 Vcc QC 2 15 QA QD 3 14 SI QE 4 13 G QF 5 12 RCK QG 6 11 SCK QH 7 10 SCLR GND 8 9 QH 圖 38 74HC595 外形及引腳 在實際電路設(shè)計制作過程中的幾點問題 *32 點陣的連接 本系統(tǒng)的設(shè) 計及制 作基于簡 單直接和 經(jīng)濟的 原則，在 器件和電路的選擇上用比較便宜的器件，整個電路焊接在一塊電路板（制作專門的 PCB 費用太高，所以本制作焊接在萬能開發(fā)板上）上完成，由于器件比較多，管腳排列也比較密集，所以在焊接的時難度大。 的接入 AT89C51 作為整個系統(tǒng)的控制核心， 在焊接時應(yīng)先把 40PIN IC插 座 按 正 確 位置 焊 接 好在 插 入 單片 機 ， 以避 免 在 焊接 時 的 高溫 對89C51 的損傷。 74HC595 電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 22 三極管在本系統(tǒng)中做驅(qū)動，其中 PNP 管 s9012 作為列驅(qū)動，在電路焊接時應(yīng)該正確判別三極管的類型和管腳以便正確接入。 判別基極和管子的類型 可 選用歐姆檔的 R*100（或 R*1K）檔，先用紅表筆接一個管腳，黑表筆接另一個管腳，可測出兩個 電阻 值，然后再用紅表筆接另 一個管腳，重復(fù)上述步驟，又測得一組電阻值，這樣測 3 次，其中有一組兩個阻值都很小的，對應(yīng)測得這組值的紅表筆接的為基極，且管子是 PNP型的；反之，若用黑表筆接一個管腳，重復(fù)上述做法，若測得兩個阻值都小，對應(yīng)黑表筆為基極，且管子是 NPN 型的 。因此，先假設(shè)一個集電極，用歐姆檔連接，（對NPN 型管，發(fā)射極接黑表筆，集電極接紅表筆）。 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 23 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 本系統(tǒng)用于單片機 AT89C51 的編程軟件為 Keil 軟件，通過它對匯編語言源程序進行匯編，連接目標模塊與庫模塊產(chǎn)生一個目標文件，生成 HEX 文件，對程序進行調(diào)試等。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會更加深刻。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51 生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 Keil C51 單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) C51 工具包的整體結(jié)構(gòu) ， 其中 uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)，可以完成編輯、編譯、連 接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。然后分別由 C51 及 A51 編譯器編譯生成目標文件 (.OBJ)。 ABS 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標準的 Hex 文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。 軟件的使用由下列圖示出。 圖 42keil 的編輯界面 圖 43 為工程的新建和保存 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 25 圖 43 為工程的新建和保存 圖 44 為工程選擇目標 CPU 圖 44 為工程選擇目標 CPU 新工程建立后打開一個新的文件